專利名稱：紅外線溫度計的探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種紅外線溫度計的探頭，具體而言涉及一種可測量一熱輻射源的表面溫度，又適于靠近人體表面或插入外耳道內(nèi)而能正確測量體溫的探頭構(gòu)造。
背景技術(shù)：
紅外線溫度計是一種非接觸式溫度測量裝置，可瞄準(zhǔn)所要測量目標(biāo)物的特定表面，例如機器、家電用品、被加熱的材料或哺乳動物，而于短暫時間(甚至一秒內(nèi))內(nèi)讀到測出溫度。所有能發(fā)出熱量的物質(zhì)都具有熱輻射，一般熱輻射波長介于三至十四微米，這些輻射波長在學(xué)術(shù)上稱為紅外線。紅外線溫度計的原理就是接收這些紅外線，并檢測其熱輻射通量或波長長度，據(jù)此去推算物質(zhì)的溫度。
尤其于疾病診斷過程之中，醫(yī)用溫度計為醫(yī)師診療提供很大幫助。在所有測量部位中，耳膜的溫度比口腔、直腸或腋下的溫度更能代表身體內(nèi)部的溫度。其可通過檢測耳道中從耳膜放射出的紅外線輻射量，來作為測量耳膜溫度的依據(jù)。因而紅外線的耳溫計便產(chǎn)生了，其可于一秒至兩秒內(nèi)快速量取并顯示耳膜溫度，也使得醫(yī)院、診所或家庭都采用耳溫計以取代傳統(tǒng)的水銀溫度計。然而，耳溫計需要接觸人體的外耳道，會有沾染體液的風(fēng)險，因此尚有設(shè)計為測量額面的紅外線溫度計。不論測量的部位或熱輻射源如何，紅外線溫度計的設(shè)計原理幾乎都大同小異。
然而，目前市面上的紅外線溫度計的探頭不是體積龐大，就是在溫度轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生誤差。例如一美國專利號US 4,895,164，標(biāo)題為「Infrared ClinicalThermometer」的專利利用一金屬導(dǎo)熱塊(heat conducting block)將波導(dǎo)管(waveguide)和紅外線檢測器(IR detector assembly)包圍，以達(dá)到與環(huán)境溫度等溫的狀態(tài)(isothermal condition)然而，上述結(jié)構(gòu)勢必需要一很大的金屬導(dǎo)熱塊，因體積龐大而不易使用。大部分的波導(dǎo)管的表面均鍍上一層金，其反射率很高(reflectivity，約90％)而輻射率很低(emissivity，約10％)，即便如此紅外線檢測器和波導(dǎo)管之間仍存有溫差，紅外線檢測器也能接收由波導(dǎo)管內(nèi)壁所發(fā)射的熱輻射。另外，所述波導(dǎo)管上金膜層的特性也隨著使用時間及制程條件而改變，此也不利于溫度檢測的正確性。
不同于上述具有波導(dǎo)管的探頭，圖1為美國專利號US 5,018,872所揭示的另一探頭10的剖面示意圖。一個透明套蓋11覆蓋整個喇叭狀塑料套筒17，于塑料套筒17的左側(cè)開放端19內(nèi)有一遮蔽殼體13。紅外線感知器15收容于遮蔽殼體13內(nèi)，其底部抵靠于散熱塊14的端部，并通過散熱塊14能迅速導(dǎo)除由外部進入的熱能量，而維持紅外線感知器15內(nèi)熱電堆芯片的冷接合面(coldjunction)于固定的溫度。
然而此種探頭10為了快速傳導(dǎo)遮蔽殼體13上和塑料套筒17內(nèi)外加的熱能量，所以還是需要一個體積很大的散熱塊14，相對地就造成紅外線溫度計重量變大而無法靈活操作。另一方面，由于散熱塊14、紅外線感知器15和探頭17緊密結(jié)合在一起，熱能量可通過彼此間接合的表面直接傳導(dǎo)。若是散熱塊14的體積不夠大，則容易使冷接合面產(chǎn)生瞬間溫度變化，即影響溫度的正確性。即由于散熱塊14和紅外線感知器15大面積直接接觸，當(dāng)外部傳遞的熱量被散熱塊14吸收后，而熱量又無法快速分布于散熱塊14內(nèi)，則會由所述接觸介面?zhèn)鲗?dǎo)到紅外線感知器15。
綜上所述，市場上急需要一種輕便且穩(wěn)定的探頭構(gòu)造，使紅外線溫度計能于短時間內(nèi)測量正確的溫度。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種紅外線溫度計的探頭，其將由任何熱輻射源或人體內(nèi)耳道傳導(dǎo)或?qū)α鞯臒崮芰孔杞^于紅外線感知器外，使得紅外線感知器僅檢測熱輻射量而避免受到其他途徑傳遞的熱量影響，因此可以正確測量熱輻射源或人體的溫度。
本實用新型的另一目的在于提供一種簡化的探頭結(jié)構(gòu)，可使紅外線溫度計的整體重量減輕，有助于人手握持和操作。
本實用新型的另一目的在于提供一種簡化的探頭結(jié)構(gòu)，可減少現(xiàn)有探頭結(jié)構(gòu)內(nèi)組成元件的數(shù)量，即降低制造成本。
為達(dá)到上述目的，本實用新型揭示一種紅外線溫度計的探頭，能通過接受一熱輻射源發(fā)出的紅外線，而測量到所述熱輻射源表面的溫度，其特征在于包含一個漸縮狀的外套筒，其具有可朝向所述熱輻射源并讓所述紅外線通過的輻射接受端；一個熱導(dǎo)套管，位于所述外套筒內(nèi)部，具有與所述輻射接受端鄰近的一第一開放端；和一個紅外線感知器，整個固定于所述熱導(dǎo)套管的第一開放端內(nèi)，具有朝向所述輻射接受端的一熱接合面和朝向所述輻射接受端的相反方向的冷接合面；一個第一絕熱環(huán)，位于所述外套筒與所述熱導(dǎo)套管中間，可防止熱能量由所述外套筒直接傳導(dǎo)到所述熱導(dǎo)套管；和一個第二絕熱環(huán)，位于所述熱導(dǎo)套管與所述紅外線感知器中間，并固定于所述第一開放端內(nèi)緣處。
本實用新型揭示一種紅外線溫度計的探頭，可測量一熱輻射源的表面溫度，或能通過感測人體外耳道內(nèi)紅外線輻射能量，而測量到人體的體溫。所述探頭包含一漸縮狀的外套筒、一熱導(dǎo)套管、一紅外線感知器和一絕熱固定座，其中所述外套筒和熱導(dǎo)套管分別具有可深入外耳道的輻射接受端及第一開放端。所述紅外線感知器置于熱導(dǎo)套管的第一開放端內(nèi)，且通過同樣位于熱導(dǎo)套管內(nèi)部的所述絕熱固定座抵靠紅外線感知器的基座。另外，紅外線感知器具有一熱接合面和一冷接合面，所述熱接合面面向所述熱導(dǎo)套管的第一開放端，且所述冷接合面面向絕熱固定座。
通過本實用新型中簡化的探針結(jié)構(gòu)，所述探針具有更輕便及穩(wěn)定的特點，使紅外線溫度計能于短時間內(nèi)測量正確的溫度。


圖1為美國專利號US 5,018,872所揭示的探頭的剖面示意圖；圖2為本實用新型紅外線溫度計的探頭的立體圖；圖3為本實用新型紅外線溫度計的探頭的分解圖；圖4為沿圖2中1-1剖面線的剖視圖；圖5為圖3中紅外線感知器的示意圖；圖6為本實用新型紅外線溫度計探頭的另一實施例的剖視圖；和圖7為本實用新型紅外線溫度計探頭的又一實施例的剖視圖。
具體實施方式
圖2為本實用新型紅外線溫度計的探頭的立體圖。所述探頭20的外部有一漸縮狀的外套筒31，所述外套筒31具有可深入待測物內(nèi)的輻射接受端311，例如機器的開口或外耳道內(nèi)，通過輻射接受端311可接受由待測物的輻射源產(chǎn)生的紅外線熱輻射。
圖3為本實用新型紅外線溫度計的探頭的分解圖，其中探頭20主要包含外套筒31、熱導(dǎo)套管33、紅外線感知器35和絕熱固定座36。另外，絕熱固定座36和熱導(dǎo)套管33可共同固定于一連接基座37上，如此便能將紅外線感知器35限位于熱導(dǎo)套管33的第一開放端331。一第一絕熱環(huán)32介于外套筒31的輻射接受端311與熱導(dǎo)套管33的第一開放端331之間，同樣另有一第二絕熱環(huán)34介于熱導(dǎo)套管33的第一開放端331與紅外線感知器35之間。
與圖3的分解圖相比，圖4為沿圖2中1-1剖面線的剖視圖。第一絕熱環(huán)32位于外套筒31的第一固持環(huán)313與熱導(dǎo)套管33之間，不僅可以防止熱能量由外套筒31直接傳導(dǎo)到熱導(dǎo)套管33，尚可避免液體滲入探頭20內(nèi)部且使熱導(dǎo)套管33定位。所述第一固持環(huán)313自外套筒31向輻射接受端311內(nèi)垂直延伸，可以有效握持住第一絕熱環(huán)32和熱導(dǎo)套管33。且外套筒31環(huán)繞于熱導(dǎo)套管33的外側(cè)，兩者之間存在有一環(huán)狀間隙區(qū)41，另外，第一絕熱環(huán)32形成環(huán)狀間隙區(qū)41的封閉端，相對所述封閉端的另一端是第二開放端312。即使環(huán)狀間隙區(qū)41內(nèi)空氣被升溫中的外套筒31加熱，也可通過與開放端外的空氣對流而降低會熱傳遞到熱導(dǎo)套管33的熱能量。
紅外線感知器35置于所述熱導(dǎo)套管33的第一開放端331內(nèi)，且通過同樣位于熱導(dǎo)套管33內(nèi)部的絕熱固定座36抵靠紅外線感知器35的基座351，同時紅外線感知器35前緣的第二絕熱環(huán)34不僅可以固定位置，還可以防止熱能量由熱導(dǎo)套管33的第二固持環(huán)332直接傳導(dǎo)到紅外線感知器35前緣。第二固持環(huán)332能夠增強紅外線感知器35的固持力。
請再次參見圖3，紅外線感知器35的基座351抵靠于絕熱固定座36上面向輻射接受端311的第一端部361，并通過第二絕熱環(huán)34環(huán)固住前緣而完全定位。絕熱固定座36的第一端部361類似十字狀，中間空隙處恰可容許紅外線感知器35的復(fù)數(shù)條導(dǎo)線356跨置并穿過。另外，絕熱固定座36的第二端部362和熱導(dǎo)套管33的第二端部332可共同固定于一連接基座37上，如此就能將紅外線感知器35完全限位于熱導(dǎo)套管33的第一開放端331內(nèi)。所述基座351僅側(cè)緣可以與熱導(dǎo)套管33頂靠住，借此可將紅外線感知器35定位于熱導(dǎo)套管33內(nèi)。
與圖1的探頭10相比，本實用新型探頭20的外套筒31、熱導(dǎo)套管33和紅外線感知器35彼此間未緊密接觸在一起，并且用第一絕熱環(huán)32和第二絕熱環(huán)34相互隔開，因此熱能量不會經(jīng)由結(jié)合的界面而相互傳遞。
圖5為所述紅外線感知器的示意圖，其包含一金屬外殼352、紅外線濾光片(IR filter)355、熱電堆芯片(thermopile chip)353、熱敏電阻(thermistor)354、基座351和導(dǎo)線356。人體耳道內(nèi)的熱輻射經(jīng)過紅外線濾光片355而由熱電堆芯片353檢測出，而熱電堆芯片353的冷接合端的溫度將由熱敏電阻354的溫度代表，其中熱敏電阻354和熱電堆芯片353均位于基座351上。另外熱電堆芯片353的熱接合面位于近紅外線濾光片355處的表面，可以檢測熱輻射的能量，也就是紅外線感知器35的熱接合面朝向熱導(dǎo)套管33的第一開放端331，且冷接合面面向所述絕熱固定座36。
圖6為本實用新型紅外線溫度計探頭的另一實施例的剖視圖。與圖4相比，探頭60是通過使用熱導(dǎo)套管33上的復(fù)數(shù)個凸塊333和第二端部332達(dá)到固定紅外線感知器35的目的，因此不需要使用絕熱固定座36就能有相同效果。可以于紅外線感知器35置入熱導(dǎo)套管33后，通過機械加工產(chǎn)生所述凸塊333。另外，也可以使用絕熱的粘性膠61將紅外線感知器35直接粘著到熱導(dǎo)套管33內(nèi)，此種方式將更為單純而節(jié)省成本。
除此以外，如圖7所示，探頭70也可采用一絕熱的固定板71緊靠于紅外線感知器35的基座351，并且固定板71的四周與熱導(dǎo)套管33內(nèi)壁干涉配合，如此也能達(dá)到固定紅外線感知器35的目的。
通過前面實施例可清楚說明熱導(dǎo)套管33能將熱輻射源或人體內(nèi)耳道傳導(dǎo)或?qū)α鞯臒崮芰孔杞^于紅外線感知器35外，使得紅外線感知器35僅檢測熱輻射量而避免受到其他途徑傳遞的熱量影響，因此可以正確測量熱輻射源或人體的溫度。
本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而所屬領(lǐng)域技術(shù)人員仍可能基于本實用新型的教示及揭示而作種種不背離本實用新型精神的替換及修正。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實用新型的替換及修正，并為前述權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種紅外線溫度計的探頭，能通過接受一熱輻射源發(fā)出的紅外線，而測量到所述熱輻射源表面的溫度，其特征在于包含一個漸縮狀的外套筒，其具有可朝向所述熱輻射源并讓所述紅外線通過的輻射接受端；一個熱導(dǎo)套管，位于所述外套筒內(nèi)部，具有與所述輻射接受端鄰近的一第一開放端；和一個紅外線感知器，整個固定于所述熱導(dǎo)套管的第一開放端內(nèi)，具有朝向所述輻射接受端的一熱接合面和朝向所述輻射接受端的相反方向的冷接合面；一個第一絕熱環(huán)，位于所述外套筒與所述熱導(dǎo)套管中間，可防止熱能量由所述外套筒直接傳導(dǎo)到所述熱導(dǎo)套管；和一個第二絕熱環(huán)，位于所述熱導(dǎo)套管與所述紅外線感知器中間，并固定于所述第一開放端內(nèi)緣處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于還包含位于所述熱導(dǎo)套管內(nèi)部的一個絕熱固定座，所述絕熱固定座具有抵靠住所述紅外線感知器上接近所述冷接合面的表面的一第一端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于還包含可共同固定所述絕熱固定座和所述熱導(dǎo)套管的一連接基座，另外，所述連接基座固定所述絕熱固定座上相對所述第一端部的第二端部和所述熱導(dǎo)套管相對于所述第一開放端的第二開放端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于所述外套筒與所述熱導(dǎo)套管間有一環(huán)狀間隙區(qū)，所述環(huán)狀間隙區(qū)為非封閉的區(qū)域，所述區(qū)域內(nèi)部的空氣可以對流到外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于所述絕熱固定座的第一端部具有一十字型截面積，所述紅外線感知器有復(fù)數(shù)條導(dǎo)線分別插在所述十字型截面積的不同空隙內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于所述熱導(dǎo)套管內(nèi)壁上設(shè)有復(fù)數(shù)個凸塊將所述紅外線感知器固定住。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于所述紅外線感知器通過一絕熱粘性膠固定于所述熱導(dǎo)套管內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于還包含一與所述紅外線感知器的冷接合面相鄰的固定板，通過所述固定板與所述熱導(dǎo)套管內(nèi)壁干涉而固定所述紅外線感知器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于所述外套筒另外具有一第一固持環(huán)，所述第一固持環(huán)位于所述第一開放端的外圈，且所述第二絕熱環(huán)介于所述第一固持環(huán)與所述紅外線感知器中間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線溫度計的探頭，其特征在于所述所述熱導(dǎo)套管還具有一第二固持環(huán)，所述第二固持環(huán)位于所述輻射接受端的外圈，又所述第一絕熱環(huán)介于所述第一固持環(huán)與所述熱導(dǎo)套管中間。
專利摘要一種紅外線溫度計的探頭，可測量一熱輻射源的表面溫度，或能通過感測人體表面或外耳道內(nèi)紅外線輻射能量，而測量到人體的體溫。所述探頭包含一個漸縮狀的外套筒、一個熱導(dǎo)套管、一個紅外線感知器和一個絕熱固定座，其中所述外套筒及熱導(dǎo)套管分別具有朝向所述熱輻源的輻射接受端及第一開放端。所述紅外線感知器置于熱導(dǎo)套管的第一開放端內(nèi)，且通過同樣位于熱導(dǎo)套管內(nèi)部的絕熱固定座抵靠紅外線感知器的基座。另外，所述紅外線感知器具有一個熱接合面和一個冷接合面，所述熱接合面面向熱導(dǎo)套管的第一開放端，且所述冷接合面面向絕熱固定座。
文檔編號G01K13/00GK2901267SQ20052013057
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月7日
發(fā)明者李光聲 申請人:眾智光電科技股份有限公司